基于三維電磁場作用下天然電場選頻法異常成因研究.pdf

1、天然電場選頻法是由早期的大地電流法和音頻大地電磁法演變而來，主要由國內(nèi)學(xué)者對該方法開展研究，國外未見報(bào)道。該方法具有成本低、施工方便、探測速度快、地形影響小等特點(diǎn)，在地下水資源勘探、礦山水害調(diào)查中取得了比較好的應(yīng)用效果。所以，該方法越來越得到大家的認(rèn)可和關(guān)注。由于天然電場選頻法的場源不是很清楚，學(xué)者們在過去的研究中更多注重儀器的研制和實(shí)踐應(yīng)用，對該方法的理論研究文獻(xiàn)甚少。對天然電場選頻法的二維場源進(jìn)行研究和分析，只考慮單個(gè)方向電場、磁場

2、，與實(shí)際情況不完全相符。因此，對其三維場源進(jìn)行進(jìn)一步的異常成因分析有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文主要對均勻半空間內(nèi)球體模型進(jìn)行模擬，進(jìn)而對天然電場選頻法異常的成因進(jìn)行探討。首先從自然因素和人文因素兩方面分析天然電場選頻法的場源問題；從麥克斯韋方程組出發(fā)，利用邊界條件求取諧變磁場作用下，均勻半空間內(nèi)導(dǎo)電導(dǎo)磁球體在地表主剖面上感應(yīng)二次電場的解析計(jì)算式；根據(jù)拉普拉斯方程和邊界條件，獲得諧變電場作用下，均勻半空間導(dǎo)電球體在地表主剖面上的

3、異常電場水平分量計(jì)算式；通過假定理論模型的各個(gè)參數(shù)，計(jì)算在三維諧變磁場、諧變電場作用下，良導(dǎo)球體模型在地表主剖面上的水平電場異常變化曲線。
　　通過模擬計(jì)算結(jié)果與野外實(shí)測結(jié)果對比可知：垂直方向的交變磁場的作用確實(shí)是不存在；水平方向的兩個(gè)電場分量隨著各參數(shù)變化的規(guī)律基本同步；在水平諧變磁場和諧變電場共同作用下，獲得的地表電場異常曲線的形態(tài)、特征與野外實(shí)測結(jié)果相似，說明天然電場選頻法的異常主要是由自然因素與人文因素所產(chǎn)生的水平交變磁場